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摘要：研究目的：公路隧道作为能源消耗大户，其节能减排得到我国交通运输主管部门的高度重视。调查研究表明，我国公路隧道节能减排工作取得一定成效的同时，还存在不少深层次问题。在分析影响公路隧道节能减排因素的基础上，从系统工程角度提出公路隧道节能减排对策，以期为我国公路隧道节能减排工作深入发展提供参考。
关键词：公路隧道；节能减排；低碳经济
Abstract: objective: highway tunnel as large energy consumption, the energy conservation and emission reduction in traffic transportation departments get great attention. Research indicates that our country road tunnel for energy conservation and emissions reduction obtains certain result at the same time, there are still many deep problem. On the analysis of the influence factors of energy saving and emission reduction highway tunnel, on the basis of system engineering perspective from highway tunnel in energy conservation and emission reduction, countermeasures for our country road tunnel for energy conservation and emissions reduction further development to provide the reference.
Keywords: highway tunnel; Energy conservation and emission reduction; Low carbon economy
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号
交通运输行业是国务院确定的节能减排重点行业之一，国务院明确要求加快建设以低碳排放为特征的交通运输体系。高速公路隧道是高速公路运营管理过程中的重要绀成部分，其电费支出在高速公路运营成本中占有相当大的比重。所以了解高速公路隧道电费的构成，掌握高速公路隧道用电设备的基本技术 能，精心安排供电系统的运行方式，合理调整负荷分配，提高功率因数自动补偿装置的灵敏度，改善功率因数状况，可以有效地提高供用电系统的经济运行水平，最终有效地降低电费支出。某高速公路监控厦门分中心在对高速公路某隧道供配电系统、照明系统和通风系统进行了节能技术改造，并取得了良好的经济效果。
1 公路隧道节能减排的基本定义
公路隧道节能减排有广义和狭义之分。广义而言，是指节约物质资源(土地、水源、钢筋、水泥、石料、沥青等)和能量资源(电能、油料等)，减少废弃物(建筑垃圾)和环境有害物(废气、废水、噪声等)排放，其贯穿于公路隧道规划、设计、施工、运营全过程；狭义而言，是指节约能源和减少环境有害物排放，主要是指运营阶段在确保公路隧道行车安全的基础上，最大限度地减少电能消耗、废气排放，实现公路隧道综合效益最好。
2 公路隧道节能减排存在的问题
公路隧道节能减排得到我国交通运输主管部门的高度重视。如交通运输部组织开展的第二批节能减排示范项目中有“隧道LED节能灯照明在江西景鹰高速公路傍下隧道的应用”；重庆、广东、安徽、河北、陕西、湖北、贵州、福建、吉林、浙江、云南等地开展了公路隧
道运营节能课题研究及示范工程建设。调查研究表明，我国公路隧道节能减排工作取得一定成效的同时，还存在不少深层问题和制约因素。
2．1 经济和社会效益的平衡
节能减排是一项持久长远的社会责任和战略任务。但在一定程度上，对于公路隧道运营管理企业而言，可能是一种不经济的行为。公路隧道节能方案的实施或许使得企业投入成本比产出效益高，如目前推广应用的隧道LED灯就存在“节能不节钱”的突出问题。因此，从总体上看，部分节能减排项目虽具有社会效益高于经济效益的特点，但如果单纯由企业出资实
施，则会加重其经济负担，这也成为当前部分公路隧道节能减排项目无法实施和推动的主要制约因素。
2．2 节能技术产品推广应用
目前市场上充斥太多打着节能旗号的伪劣产品，节能技术和产品的鉴定及推广也缺乏权威机构的强力支持。此外，部分公路隧道运营管理企业认为，节能技术和产品应用需要较大投入，而企业无法确定能否尽快收回投资成本。
2．3 规范节能统计指标体系
节能减排工作的一项重要内容是建立科学、规范的能耗统计指标，并根据指标对节能减排工作进行动态监测。目前，国内尚未建立适用于公路隧道的能耗指标体系，这就使得企业对节能指标应该统计什么、指标的具体内涵等问题无法把握，造成企业对公路隧道运营能耗情况和节能效果不能准确掌握，从而制约节能减排工作的深人开展。此外，公路隧道节能减排还应考虑地区差异，如北方公路隧道消防系统须设置电伴热保温设施以确保冬季供水安全可靠，而南方地区则不存在此问题。
2．4 节能减排专项资金投入
节能设备应用和技术推广及节能宣传、教育、奖励需要投入大量资金，但随着劳动力、原材料成本的上升，企业利润将会大大减少，这就使得企业能够投入的资金十分有限，往往不能达到全面节能的效果。目前，我国各级交通运输主管部门安排的节能减排专项资金还比较欠缺。
2．5 相关政策和法规的支持
相关政策和法规对公路隧道节能减排的支持还远远不够。虽然绝大多数公路隧道运营管理企业都十分重视节能减排工作，调研、宣传的力度很大，但落实、贯彻的力度较小。节能减排工作仍滞留在政府一般号召和企业自发行动层面。
3 影响公路隧道节能减排的因素
影响公路隧道节能减排的因素很多，主要有以下5个方面：
3．1 土建结构
包括平纵线形、断面尺寸、洞门特征、洞内装饰、路面材料等，其不仅直接决定了土建工程总量，而且在一定程度上影响着机电设施配置。上述因素对公路隧道节能减排的影响分析，如表1所示。
3．2 机电设施
公路隧道根据其功能地位、安全等级，应配备通风、照明、消防、供配电、监控等机电设施，这是公路隧道最主要的运营能耗单元，其中通风、照明设施能源消耗最多，如表2所示。
3．3 交通特点
包括交通量、行车速度、交通组成、运输管理等，其对公路隧道机电设施近、远期配置有着重要影响，而且与运营安全密切相关。上述因素对公路隧道节能减排的影响分析，如表3所示。
3．4 经济能力
我国不同区域的经济发展水平差异较大，因而对交通运输节能减排的认识程度也不尽相同、统一。其对公路隧道节能减排的影响分析，如表4所示。
3．5 自然條件
自然条件也在一定程度上影响着公路隧道节能减排，包括El照强度、海拔高度、自然风等。其对公路隧道节能减排的影响分析，如表5所示。
4 公路隧道节能减排措施与技术
公路隧道节能减排的关键在科技创新。研究分析显示，技术进步对节能贡献率达40％ ～60％ 。本文在分析影响公路隧道节能减排因素的基础上，从系统工程角度提出如下节能减排(狭义)对策。
4．1 结构节能
结构节能主要是提高公路隧道“绿色能源”的应用比例，研究太阳能、风能、光纤照明、压力发电等在公路隧道中的应用。山东烟台市利用太阳能照明(如图2所示)，采用节能灯具修建的国内首座太陽能隧道—通世路隧道每年可节约标准煤120多吨；安徽六潜高速公路狮子尖隧道，首次采用太阳能和风能发电互补离网供电系统(如图3所示)，既节省了电能，又降低了发电设备配置和成本。
4．2 技术节能
技术节能主要包括运营照明节能、通风节能、供配电节能、给排水节能、强化交通安全等。
(1)公路隧道照明及供配电节能成套关键技术已取得重大突破，具体包括：洞外亮度L (S)精确测试方法及洞口减光措施、基于中问视觉理论的照明设计方法、智能照明控制技术、高效照明方式、节能光源应用、照明及供配电系统分期实施等，并在示范工程建设中得到应用，具有较好的经济效益和社会效益。
(2)通风节能减排手段主要有前馈式通风控制技术、双洞互补式通风技术、污染空气静电除尘技术、污染空气土壤净化技术等。
(3)给排水节能减排措施主要有消防水泵智能控制技术、使用高效节能水泵、选用强度高和摩阻小的热镀锌钢管等。
(4)加强交通安全管理有助于降低公路隧道交通事故率、提高公路隧道服务水平、减少公路隧道事故造成的资源浪费及财产损失。
4．3 管理节能
管理节能对指导公路隧道节能减排具有极其重要的引导作用，其主要包括以下几个方面：
(1)建立健全节能减排统计、监测和考核体系、完善相关规章制度和技术政策，使公路隧道节能减排工作有章可循、有据可依。
(2)加大节能减排专项资金投入，提高公路隧道节能减排政策扶持力度，对节能技术与产品推广、现有公路隧道节能技术改造、报废机电产品回收利用、节能减排表彰奖励和监督管理体系建设等方面给予政策和资金支持。
(3)以集约化经营的基本理论为指导，通过理顺内部管理体制，强化内部管理，优化公路隧道管理、养护资源的合理配置。大力推广应用现代化信息技术，提高公路隧道运营管理效率，降低运营管理成本，延长公路隧道机电设施使用寿命。
(4)鼓励引入公路隧道能源合同管理(EMC)，以解决公路隧道运营管理企业开展节能减排项目缺乏资金、技术、人员、管理经验等实际困难，实现节能零投资、零风险、持久受益，从而提高企业节能减排的积极性，并使企业有更多精力发展主营业务。
5 结论
低碳社会是世界经济发展的大趋势，高速公路隧道机电设备节能技术改造，是高速公路节能减排的重要组成部分，也是高速公路运营管理的重要组成部分。福建高速公路厦门监控分中心技术人员通过对大帽山隧道供配电系统、照明系统和通风系统的技术改造，取得了节能减排的良好经济效果。它投资少、见效快、周期短、效益高，显著地降低了高速公路的运营成本，为高速公路节省了开支，为国家节约了能源，实现以低碳排放为特征的高速公路交通运输体系。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：公路隧道；节能减排；低碳经济
Abstract: objective: highway tunnel as large energy consumption, the energy conservation and emission reduction in traffic transportation departments get great attention. Research indicates that our country road tunnel for energy conservation and emissions reduction obtains certain result at the same time, there are still many deep problem. On the analysis of the influence factors of energy saving and emission reduction highway tunnel, on the basis of system engineering perspective from highway tunnel in energy conservation and emission reduction, countermeasures for our country road tunnel for energy conservation and emissions reduction further development to provide the reference.
Keywords: highway tunnel; Energy conservation and emission reduction; Low carbon economy
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号
交通运输行业是国务院确定的节能减排重点行业之一，国务院明确要求加快建设以低碳排放为特征的交通运输体系。高速公路隧道是高速公路运营管理过程中的重要绀成部分，其电费支出在高速公路运营成本中占有相当大的比重。所以了解高速公路隧道电费的构成，掌握高速公路隧道用电设备的基本技术 能，精心安排供电系统的运行方式，合理调整负荷分配，提高功率因数自动补偿装置的灵敏度，改善功率因数状况，可以有效地提高供用电系统的经济运行水平，最终有效地降低电费支出。某高速公路监控厦门分中心在对高速公路某隧道供配电系统、照明系统和通风系统进行了节能技术改造，并取得了良好的经济效果。
1 公路隧道节能减排的基本定义
公路隧道节能减排有广义和狭义之分。广义而言，是指节约物质资源(土地、水源、钢筋、水泥、石料、沥青等)和能量资源(电能、油料等)，减少废弃物(建筑垃圾)和环境有害物(废气、废水、噪声等)排放，其贯穿于公路隧道规划、设计、施工、运营全过程；狭义而言，是指节约能源和减少环境有害物排放，主要是指运营阶段在确保公路隧道行车安全的基础上，最大限度地减少电能消耗、废气排放，实现公路隧道综合效益最好。
2 公路隧道节能减排存在的问题
公路隧道节能减排得到我国交通运输主管部门的高度重视。如交通运输部组织开展的第二批节能减排示范项目中有“隧道LED节能灯照明在江西景鹰高速公路傍下隧道的应用”；重庆、广东、安徽、河北、陕西、湖北、贵州、福建、吉林、浙江、云南等地开展了公路隧
道运营节能课题研究及示范工程建设。调查研究表明，我国公路隧道节能减排工作取得一定成效的同时，还存在不少深层问题和制约因素。
2．1 经济和社会效益的平衡
节能减排是一项持久长远的社会责任和战略任务。但在一定程度上，对于公路隧道运营管理企业而言，可能是一种不经济的行为。公路隧道节能方案的实施或许使得企业投入成本比产出效益高，如目前推广应用的隧道LED灯就存在“节能不节钱”的突出问题。因此，从总体上看，部分节能减排项目虽具有社会效益高于经济效益的特点，但如果单纯由企业出资实
施，则会加重其经济负担，这也成为当前部分公路隧道节能减排项目无法实施和推动的主要制约因素。
2．2 节能技术产品推广应用
目前市场上充斥太多打着节能旗号的伪劣产品，节能技术和产品的鉴定及推广也缺乏权威机构的强力支持。此外，部分公路隧道运营管理企业认为，节能技术和产品应用需要较大投入，而企业无法确定能否尽快收回投资成本。
2．3 规范节能统计指标体系
节能减排工作的一项重要内容是建立科学、规范的能耗统计指标，并根据指标对节能减排工作进行动态监测。目前，国内尚未建立适用于公路隧道的能耗指标体系，这就使得企业对节能指标应该统计什么、指标的具体内涵等问题无法把握，造成企业对公路隧道运营能耗情况和节能效果不能准确掌握，从而制约节能减排工作的深人开展。此外，公路隧道节能减排还应考虑地区差异，如北方公路隧道消防系统须设置电伴热保温设施以确保冬季供水安全可靠，而南方地区则不存在此问题。
2．4 节能减排专项资金投入
节能设备应用和技术推广及节能宣传、教育、奖励需要投入大量资金，但随着劳动力、原材料成本的上升，企业利润将会大大减少，这就使得企业能够投入的资金十分有限，往往不能达到全面节能的效果。目前，我国各级交通运输主管部门安排的节能减排专项资金还比较欠缺。
2．5 相关政策和法规的支持
相关政策和法规对公路隧道节能减排的支持还远远不够。虽然绝大多数公路隧道运营管理企业都十分重视节能减排工作，调研、宣传的力度很大，但落实、贯彻的力度较小。节能减排工作仍滞留在政府一般号召和企业自发行动层面。
3 影响公路隧道节能减排的因素
影响公路隧道节能减排的因素很多，主要有以下5个方面：
3．1 土建结构
包括平纵线形、断面尺寸、洞门特征、洞内装饰、路面材料等，其不仅直接决定了土建工程总量，而且在一定程度上影响着机电设施配置。上述因素对公路隧道节能减排的影响分析，如表1所示。
3．2 机电设施
公路隧道根据其功能地位、安全等级，应配备通风、照明、消防、供配电、监控等机电设施，这是公路隧道最主要的运营能耗单元，其中通风、照明设施能源消耗最多，如表2所示。
3．3 交通特点
包括交通量、行车速度、交通组成、运输管理等，其对公路隧道机电设施近、远期配置有着重要影响，而且与运营安全密切相关。上述因素对公路隧道节能减排的影响分析，如表3所示。
3．4 经济能力
我国不同区域的经济发展水平差异较大，因而对交通运输节能减排的认识程度也不尽相同、统一。其对公路隧道节能减排的影响分析，如表4所示。
3．5 自然條件
自然条件也在一定程度上影响着公路隧道节能减排，包括El照强度、海拔高度、自然风等。其对公路隧道节能减排的影响分析，如表5所示。
4 公路隧道节能减排措施与技术
公路隧道节能减排的关键在科技创新。研究分析显示，技术进步对节能贡献率达40％ ～60％ 。本文在分析影响公路隧道节能减排因素的基础上，从系统工程角度提出如下节能减排(狭义)对策。
4．1 结构节能
结构节能主要是提高公路隧道“绿色能源”的应用比例，研究太阳能、风能、光纤照明、压力发电等在公路隧道中的应用。山东烟台市利用太阳能照明(如图2所示)，采用节能灯具修建的国内首座太陽能隧道—通世路隧道每年可节约标准煤120多吨；安徽六潜高速公路狮子尖隧道，首次采用太阳能和风能发电互补离网供电系统(如图3所示)，既节省了电能，又降低了发电设备配置和成本。
4．2 技术节能
技术节能主要包括运营照明节能、通风节能、供配电节能、给排水节能、强化交通安全等。
(1)公路隧道照明及供配电节能成套关键技术已取得重大突破，具体包括：洞外亮度L (S)精确测试方法及洞口减光措施、基于中问视觉理论的照明设计方法、智能照明控制技术、高效照明方式、节能光源应用、照明及供配电系统分期实施等，并在示范工程建设中得到应用，具有较好的经济效益和社会效益。
(2)通风节能减排手段主要有前馈式通风控制技术、双洞互补式通风技术、污染空气静电除尘技术、污染空气土壤净化技术等。
(3)给排水节能减排措施主要有消防水泵智能控制技术、使用高效节能水泵、选用强度高和摩阻小的热镀锌钢管等。
(4)加强交通安全管理有助于降低公路隧道交通事故率、提高公路隧道服务水平、减少公路隧道事故造成的资源浪费及财产损失。
4．3 管理节能
管理节能对指导公路隧道节能减排具有极其重要的引导作用，其主要包括以下几个方面：
(1)建立健全节能减排统计、监测和考核体系、完善相关规章制度和技术政策，使公路隧道节能减排工作有章可循、有据可依。
(2)加大节能减排专项资金投入，提高公路隧道节能减排政策扶持力度，对节能技术与产品推广、现有公路隧道节能技术改造、报废机电产品回收利用、节能减排表彰奖励和监督管理体系建设等方面给予政策和资金支持。
(3)以集约化经营的基本理论为指导，通过理顺内部管理体制，强化内部管理，优化公路隧道管理、养护资源的合理配置。大力推广应用现代化信息技术，提高公路隧道运营管理效率，降低运营管理成本，延长公路隧道机电设施使用寿命。
(4)鼓励引入公路隧道能源合同管理(EMC)，以解决公路隧道运营管理企业开展节能减排项目缺乏资金、技术、人员、管理经验等实际困难，实现节能零投资、零风险、持久受益，从而提高企业节能减排的积极性，并使企业有更多精力发展主营业务。
5 结论
低碳社会是世界经济发展的大趋势，高速公路隧道机电设备节能技术改造，是高速公路节能减排的重要组成部分，也是高速公路运营管理的重要组成部分。福建高速公路厦门监控分中心技术人员通过对大帽山隧道供配电系统、照明系统和通风系统的技术改造，取得了节能减排的良好经济效果。它投资少、见效快、周期短、效益高，显著地降低了高速公路的运营成本，为高速公路节省了开支，为国家节约了能源，实现以低碳排放为特征的高速公路交通运输体系。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。